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3.2.4 《緝古演段》中的借根方

《緝古演段》全書十九個問題,如〈《緝古演段》序〉中所言:「余乃以借根 方法,擬李氏書算之就。」94皆採用「借根方」的解題模式 ─ 亦即依循借一根為 所求,95進而得到兩式相等,最後再開方求解的過程。這種借根方的解題模式,雖 源於《數理精蘊》裡的「借根方比例」,96但在《緝古演段》中卻有一些不一樣的用 語或解法。即使是對照〈《緝古演段》序〉中提到的《借根方蒙求》,亦有所不同。

此外,在南秉吉所著的《無異解》中,每個問題結尾處的借根方解題,皆呈現與《緝 古演段》相同的特色,足見這些借根方解題中異於《數理精蘊》或是《借根方蒙求》

的部分,並非針對《緝古演段》所出現的特殊情形,而是南秉吉此時借根方解題的

「真實面貌」。以下筆者將以《緝古演段》的這些特殊用語或解法,與《無異解》、

《借根方蒙求》及《數理精蘊》做對照和比較,藉以探討其優缺與使用的緣由。

一、 寄左

「寄左」一詞原為天元術解題過程中出現的術語。天元術的解題模式,基本上 是在立天元一為所求後,利用已知條件求出兩個相等的式子,接著以兩式相消得到 開方式,最終再開方求解。而「寄左」一詞便是用於第一個式子求出來時,將其「寄 左」,再以第二個式子「與左相消」而求出開方式。以《益古演段》第9問為例,97

「立天元一為池徑」的情形下,求得「 為八十一段如積寄左」,

92 第 19 題僅在「答曰」中差了「句」字。

93 詳見第 4、5 章。

94 引自南秉吉,〈《緝古演段》序〉,頁 1a。

95 有時所借的根數超過一,詳見 3.2.4「內寄分母」的部分。

96 即便南秉吉的借根方法是學自李尚爀所著的《借根方蒙求》,因《借根方蒙求》亦源自於《數理 精蘊》,故《緝古演段》的借根方法仍是源自《數理精蘊》。

97 參見 3.2.1 中「條段解」的部分。

再「列真積三千一百六十八步,以八十一通之得二十五萬六千六百0八,與左相 消」,最後再開方求解。

表3.8

《數理精蘊》 《借根方蒙求》 《緝古演段》 《無異解》

「寄左」

一詞的使 用情形

都沒有出現。 只有〈線類〉最 後一題有出現。

第1~13題都有 出現「寄左」, 第14~19的勾股 問題則都沒有。

所有問題(共7 題)皆有出現

「寄左」。

如表3.8所示,《數理精蘊》的〈借根方比例〉中完全沒有出現這樣的用語。至 於好友李尚爀的《借根方蒙求》,也僅在〈線類〉的最後一題才出現「寄左」一詞。

值得一提的是,《借根方蒙求》在此題中寄左的式子,並非天元術裡的多項式,而 是方程式,98當然,接下來也就沒有「與左相消」的情形出現。99

反觀南秉吉的兩本著作 ─《緝古演段》與《無異解》,除了《緝古演段》最後

「勾股弦類」的六題外,每一題都使用「寄左」一詞。以《緝古演段》第6題為例,

100利用借根方「求倉方、高」時,在「借一根為上方」的情形下,以亭倉體積公式 求得「一立方多一十五平方又多六十六根又多一百零八尺為亭倉積」,隨後便出現 了「寄左」二字。然而,這些寄左的式子雖然與一般天元術中寄左的式子同為多項 式,但當求出另一個相等的式子後,卻不採用天元術的「與左相消」,而改以「與 寄左(數)相等」的方式處理,101最終再完成開方求解。足見這樣的解題方式,儘 管多出了「寄左」和「與寄左(數)相等」的用語,但基本上仍是借根方而非天元 術的解題模式。102

二、 內寄分母

在面對「當除而不受除」─ 即運算過程中遇到除數、除式無法將被除數、被 除式整除或除盡的情形,或是在解題過程中不想直接做除法的運算時,《緝古演段》

98 此題兩次的借根方求解中,各都出現了一次「寄左」。其句子為「一兩多半根與三等半人四等一 人相等,寄左」(引自《借根方蒙求》〈線類〉,頁 67a~67b)和「三十二兩少六根與二等二人三等四 人相等,寄左」(引自《借根方蒙求》〈線類〉,頁 68b)。

99 這兩個寄左式子,接續的處理為「以寄左一兩多半根六因之得六兩多三根為三等三人四等六人之 共數」(引自《借根方蒙求》〈線類〉頁 67b)和「以寄左三十二兩少六根倍之得???一十二根為二等 四人三等八人之共數」(引自《借根方蒙求》〈線類〉頁 69a)

100 參見 3.2.1。

101 這也呼應了〈《緝古演段》序〉中所謂「較諸李氏原書『相消如積』,雖未識廬山之面,各加『相 等』,亦可為閇門之轍矣」

102 值得注意的是,在南秉吉後期的《算學正義》中,借根方解題已未出現「寄左」的用語。詳見 第五章。

常會採以「內寄分母」的方式處理。103以第1題為例,104利用借根方求仰觀臺的廣、

袤、高 時,在「借一根為上廣」的情形下,試圖利用仰觀臺體積公式( [(2×下袤

+上袤)×下廣+(2×上袤+下袤)×上廣]×高÷6)求出「臺之虛積」。但因公式中[(2×

下袤+上袤)×下廣+(2×上袤+下袤)×上廣]×高得到的「六立方多一百零二平方又多 四百三十根又多三百七十四丈」,有部分係數無法被6整除,所以在「六立方多一百 零二平方又多四百三十根又多三百七十四丈,即為臺之虛積寄左」後,南秉吉以較 小的字體註解了「當以六除之而不受除,故內寄六分母」。於是,當求出「一千七 百四十丈為臺之實積」後,便採取「又就分母六之得一萬零四百四十丈與寄左數相 等」。用現在的數學符號表示,即把(6x3+102x2+430x+374)÷6=1740改為6x3+ 102x2+430x+374=1740×6 。

這種「內寄分母」的解題模式,實際上與前述的「寄左」同樣源於天元術,其 內容主要出現在李冶的《測圓海鏡》中。以《測圓海鏡》卷三第4 問「或問甲出西 門南行四百八十步,乙出東門直行一十六步望見甲。問、荅同前。」為例,105在「草 曰」中於「立天元一為圓徑」之後,要以中勾(

)除小勾和中股的乘積

)時表示:

今不受除,便以為小股也(內寄中勾分母)。乃復以中股乘之三百六十八萬六 千四百,又四之得一千四百七十四萬五千六百為一段圓徑羃(寄中勾分母,寄

左)。然後以天元徑自之,又以中勾乘之,得 為同數,與左相消……106 其後的〈(館)案〉則對此說明:

不受除者,無可除之理也。凡二數,此數與彼數有可除之理則受除,無可除之 理則不受除也……寄分者,姑寄其應除之數也,俟求得兩相等數,而此數內尚 少一除。不除此而轉乘彼,則兩數仍相等,猶之受除者也。此所謂以乘代除也。

107

103 第 1~8、12 題都有出現「內寄」的情形;第 9~11、13 題只用「內寄分母」的觀念,而沒有出現

「內寄」二字;第14~19 題則沒有運用「內寄」的觀念。

104 詳見南秉吉,《緝古演段》,頁 1a~3b。

105 詳見李冶,《測圓海鏡》卷三,頁 3~4。

106 引自李冶,《測圓海鏡》卷三,頁 3。

107 引自李冶,《測圓海鏡》卷三,頁 3~4。

足見《緝古演段》「內寄分母」的方式與《測圓海鏡》大致無異。至於較早傳入韓 國的《算學啟蒙》,即便在〈開方釋鎖門〉中以天元術解題,但並未出現「內寄分 母」的情形。因此,南秉吉「內寄分母」的作法,應是習自《測圓海鏡》才是。

這種「內寄分母」的運算模式,在南秉吉接下來的著作 ─《無異解》─ 中,

亦是屢見不鮮。108以《無異解》第3問「又有圓田一段,中有方池水占之,外有田 五十步。只云:方池一尖抵圓邊,其一尖至圓邊三步。問圓徑、方面各若干?」為 例,109在借根方解題中,得到「一平方又百分平方之八十八多三十五根又百分根之 二十八多五十二步九分二釐」後,接著說明其為「內寄七八四分母之虛積寄左」。 當然,在「副置真積五十步」後,便如上述《緝古演段》的方式一樣,「就分母以 七八四乘之得三百九十二步與寄左數相等」。

反觀《數理精蘊》和《借根方蒙求》,則幾乎沒有出現「內寄分母」的運算模 式,110而多改採其他方式面對「當除而不受除」的情形。

兩書中常見的手法是利用「借多根」的方式。以《數理精蘊》下編卷三十四的 第40問「設如有金、銀、錫、銅四色,不言重數,但知共數五分之二為銅數,金、

銀、錫共數七分之四為錫數,金、銀共數八分之五為銀數,金重三千零二十四兩。

問四色各重若干?」為例,111借根方解題的第一步即為「借二百八十根為共數」, 並在其後註明了「用三分母連乘之數,取其可以度盡也」。的確也如註中所言,以 五、七、八三個分母相乘得到的二百八十為所借的根數,使三個分母都在接下來的 運算中順利消去,112當然也就少掉了許多分數運算上的麻煩。

那麼,這種「借多根」的方式和《緝古演段》中的「內寄分母」何者較有利於 簡化分數呢?為了比較兩者的優缺,筆者將引《數理精蘊》下編卷三十四中第57 問「設如有銀六百兩,令甲、乙、丙、丁、戊、己六人分之。甲、乙共得二百兩,

丙丁共得二百兩,戊、己共得二百兩。丙所得銀比甲所得銀為四分之一,戊所得銀 比丁所得銀為三分之一,乙所得銀比己所得銀為二分之一。問六人各分銀幾何?」

的部分術文,再參考《緝古演段》第1問的「求均給積尺受廣、袤」,模擬用「內寄 分母」處理同樣的問題。

108 第 1、4、5 題沒有運用「內寄」的觀念;第 2 題只用「內寄分母」的觀念,而沒有出現「內寄」

二字;第 3、6、7 題都有出現「內寄」的情形。

109 詳見南秉吉,《無異解》,頁 9b~11a。

110 不過《借根方蒙求》〈體類〉第 15 題「設如勾股積六尺,股弦和九尺,求勾、股、弦各幾何?」

中雖無「內寄」的字眼,但蘊含著「內寄」之意。詳見4.2.1。

111 詳見《數理精蘊》下編卷三十四,頁 47~48。

112 《數理精蘊》和《借根方蒙求》在有些題目中,「借多根」並未能完全消去分母,但基本上仍具 備有簡化計算的功能。

首先,《數理精蘊》的術文為:

借十二根為甲所得銀數,則乙所得銀為二百兩少十二根,丙所得銀為三根,丁 所得銀為二百兩少三根,戊所得銀為六十六兩又三分兩之二少一根,己所得銀 為四百兩少二十四根。以戊己兩數相加得四百六十六兩又三分兩之二少二十五 根,是為二百兩與四百六十六兩又三分兩之二少二十五根相等……113

《緝古演段》第1問中的「求均給積尺受廣、袤」的相關解題術文則為:

借一根為甲縣給高,一十八丈之二根為上下廣差,一十八丈之四根為上下袤

借一根為甲縣給高,一十八丈之二根為上下廣差,一十八丈之四根為上下袤

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